基于不同启动方式的1 000 MW超超临界汽轮机高温部件低周疲劳损耗研究

为了解汽轮机寿命损耗情况,对汽轮机高温部件寿命影响因素进行分析。基于低周疲劳理论,建立汽轮机高温部件寿命损耗分析模型,采用定量计算方法分析1 000 MW超超临界机组冷态、热态启动方式下高温部件温度偏差变化情况,计算各边界条件下高温部件等效热应力及寿命损耗,并进行敏感性分析。结果表明：汽轮机低周疲劳寿命损耗率对高温部件温度偏差较为敏感,随着温度偏差的升高,汽轮机寿命损耗率大幅升高;相同的温度偏差出现在不同温度区间时,对汽轮机寿命损耗的影响亦不同,高温区间的温度偏差对寿命损耗率影响较大。汽轮机高温部件寿命评估可以为机组启动期间升温速度控制提供技术支持,降低汽轮机寿命损耗,提高机组运行安全性。     

Neuber法则在汽轮机转子寿命估算中的应用

高温大容量汽轮机在启动、停机以及负荷波动时对机组的使用寿命有很大影响。正确分析机组在多种工况下转子的应力水平和寿命损耗是当前大型机组保证安全运行及加强寿命管理中亟待解决的关键问题之一。为此,应用Neuber法则对600MW超临界机组转子进行了寿命损耗计算。计算结果表明冷态启动对转子的寿命损耗最大。     

基于寿命分析的600MW超临界汽轮机优化运行方式研究

采用汽轮机变工况热力计算,利用有限元方法计算某型600MW超临界机组汽轮机高中压转子在不同工况下的温度场和应力场,并得到转子应力集中部位的载荷谱,然后对不同工况进行转子疲劳寿命分析。在掌握转子疲劳寿命消耗规律之后,对该型机组的汽轮机运行方式进行优化控制,通过寿命分析得出运行优化后可以满足机组的安全性和经济性,同时也能快速响应电网的调度需求。     

大型火电成套机组的可靠性设计及验证方法

建立了火电成套机组的可用度计算模型,提出了大型火电成套机组等效可用系数和等效强迫停运率的设计值的计算方法以及等效可用系数设计值的可靠性验证方法,通过4个火电厂9台超超临界1 000MW火电成套机组的45个台年运行数据统计结果的可靠性验证,给出了火电成套机组的强迫停运率修正系数和机组降低出力系数的统计结果以及超超临界1 000MW火电成套机组等效可用系数设计值的计算实例与验证实例.结果表明:等效可用系数设计值的相对误差范围为-0.55%~3.37%;应用这些可靠性设计方法,可以在设计阶段定量计算大型火电成套机组的等效可用系数和等效强迫停运率的设计值,为大型火电成套机组的可靠性设计和改进提供依据.     

汽轮机重要易损部件中止样本集寿命数据管理系统的研究

提出了电站汽轮机重要易损部件中止样本集寿命数据的预测模型,阐述了易损部件中止样本集寿命数据的威布尔分布检验、参数估计和寿命预测方法,给出了电站汽轮机重要易损部件可靠度、可靠寿命、平均寿命、检测周期和更换周期的确定方法和应用实例,并介绍了电站汽轮机重要易损部件寿命管理系统的功能．结果表明：电站汽轮机重要易损部件中止样本集寿命预测模型、方法和寿命管理系统不仅可以为电站汽轮机优化检修提供技术依据,而且能够使电站汽轮机重要易损部件的使用周期处于受控状态．     

汽轮机高温热部件寿命监测系统介绍

借助设备制造商的技术优势,发展了一套汽轮机高温热部件寿命在线监测系统。该系统可通过机理模型分析计算方法或人工神经网络智能算法,对汽轮机高温关键热部件的寿命损耗情况进行实时在线监测。该系统可为电厂设备状态检修模式的实现提供有力支撑,同时还可为机组启动运行中的操作提供优化指导,如优选的升速率以及负荷和蒸汽温度变化率,有助于实现机组的灵活和优化运行。     

基于状态反馈-预测控制的1000MW机组主汽压控制方法

针对1000MW超临界机组锅炉大惯性和时滞性的特点,利用预测控制中滚动优化的局部最优控制功能,来加强主汽压的控制能力.1000MW超临界机组AGC运行方式,在机组安全的基础上,以汽轮机功率为调节的第一优先级,且汽轮机调节快速准确,为减小对工业控制器计算能力的依赖,1000MW超临界机组预测控制仅用于机组主汽压控制,汽轮...     

葛洲坝水轮发电机组的改造增容

葛洲坝电站水轮发电机组投产服役20多年,机组年平均运行小时数高达6 500 h,相当于其他水电站的机组运行30多年,机组及其部件老化现象严重,影响了机组安全运行。通过分析研究,在对设备改造检修的同时,将125 MW机组增容至146 MW,既实现了设备的更新换代,又适应了三峡工程建成后的联合运行。     

700_亚临界无再热发电机组技术的经济性分析

本研究对主汽温度达到700℃等级时,在基本参数相同的前提下分析对比了18MPa/720℃亚临界无再热1000MW自然循环机组与同容量35MPa/700℃/720℃超超临界一次再热机组的技术经济性,探讨了设计700℃亚临界无再热机组的可行性。基于热力学卡诺循环效率的计算结果表明,无再热机组汽轮机热耗率比一次再热机组增加了465.73kJ/(kW·h),供电煤耗提高了13.15g/(kW·h)。全面考虑700℃镍基高温钢材价格、标煤单价、贷款利率与机组年运行小时数等经济因素,比较两机组在不同运行年限内折算的年投资成本差额,综合技术与经济性分析结果表明,按当前预测的700℃镍基高温钢材价格,亚临界无再热机组全寿命年限的经济性明显优于超超临界一次再热机组。     

超临界机组参与一次调频对汽轮机寿命影响的研究

本研究针对超临界大功率机组参与电网一次调频对汽轮机寿命损耗的影响进行了研究,建立了不同运行工况下的汽轮机转子疲劳寿命的有限元模型,对超临界机组参与电网一次调频时转子的暂态温度场和弹塑性应力场进行了计算分析,确定了不同变负荷速率和温升速率下、定压与滑压运行工况时汽轮机寿命的损耗。结果表明:负荷变化范围为10%时,危险位置轴表面的最大应力为82.18 MPa,应力变化值为69.18 MPa,轴心处的最大应力小于20 MPa,应力变化值小于17 MPa,应力水平很低,热应力也很小。一次调频对高中压缸各级温度变化以及热应力影响很小,对机组寿命的影响可以忽略,机组可以安全的参与电网的一次调频。     

超临界600MW等级汽轮机整体通流改造结构特点

主要介绍了上海汽轮机厂生产的600MW等级超临界汽轮机通流部分改造的结构方案。改造后通流部分采用先进的叶片通流技术全新设计,通过在静子部分采取高中压整体内缸、低压斜撑内缸、排汽导流锥现场修整等全新优化措施,简化了结构部件配合,缩短了检修调整周期,提高了汽轮机运行的经济性。     

4台300MW火电机组寿命管理系统的设计与应用

设计了一套4台300 MW火电机组的寿命管理系统,其硬件系统由扭振监测装置、数据库服务器、应用服务器、网页服务器和用户端浏览器等组成,软件模块由汽轮机、锅炉和发电机等设备的5个寿命计算软件的11个模块组成.该寿命管理系统的主要功能是在线监测、数据库管理、剩余寿命实时计算、结果显示页面生成和可视化浏览.通过在上海外高桥发电有限责任公司300 MW机组上的实际应用表明:该寿命管理系统可为4台300 MW火电机组的运行控制和优化检修提供技术依据,实现了采用一套寿命管理系统来管理4台300 MW火电机组几十个重要部件剩余寿命的技术效果.     

600MW汽轮机转子热应力及寿命损耗分析研究

以某电厂600MW超超临界机组汽轮机转子为研究对象,运用ansys有限元软件建立二维模型,计算出不同平均温升率下机组启动时转子热应力值。与理论公式通过最小二乘法进行曲线拟合,从而确定无中心孔转子的时间修正因子和形状因子。然后根据低周疲劳曲线计算出转子的寿命损耗。鉴于波动、间歇式新能源的并网,能够指导运行人员,通过温升率和温升量的调节,在安全的前提下,提高汽轮机组负荷变动能力和调峰能力。     

一种新型高效调峰汽轮机机组热经济性研究

常规汽轮机在额定工况时热耗率最低,当运行工况偏离设计点时,热耗率呈单调上升。通过分析超超临界机组系统循环特性和调峰经济性下降问题,基于电网负荷峰谷特性,依据双工况点设计概念,设计了一种高效调峰汽轮机机组。该机组由主汽轮机系统和调峰汽缸构成,当负荷降低到一定值时可切除调峰汽缸,减少通流面积,提高主蒸汽参数,从而提高机组循环效率。对采用新型高效调峰结构设计的1 000MW等级超超临界机组进行了热平衡计算,计算结果表明,高效调峰汽轮机机组部分负荷工况下热耗率明显优于常规汽轮机。研究成果可为高效宽负荷调峰机组设计提供参考。     

300MW机组锅炉启动过程的优化研究

用三维有限元理论计算300MW机组锅炉汽包在内压作用下的应力场,得到锅炉汽包下降管处的理论应力集中系数,并用热弹性理论计算准稳态下汽包的热应力。采用美国ASME标准计算锅炉汽包疲劳寿命,以不同阶段升压范围所经历的时间步长为优化参数,以降低疲劳寿命损耗和缩短启动时间为双目标,建立了300MW机组锅炉启动过程的优化模型。通过计算得到了锅炉冷态启动和热态启动的优化曲线。并应用于某电厂300MW机组1025t/h锅炉实际运行,效果良好。所得到的优化启动曲线对300MW机组锅炉运行具有指导意义。图3,表2,参8     

75MW汽轮机转子弹塑性应力及寿命计算

分析了某厂75MW汽轮机转子致裂原因,运用弹塑性有限元方法针对机组结构分析了典型过程的转子寿命损耗。认为转子结构欠佳、运行条件差是转子致裂的可能原因,机组寿命损耗主要来自启停及温降过程。分析结论为该机组改进及其他机组设计提供了有价值的数据,为机组合理运行提供了依据。     

高参数汽轮机转子启停机疲劳损伤分析

借助数据分析和有限元模拟计算,研究了高参数超超临界汽轮机高压转子在启动和停机过程中的低周疲劳寿命损耗。通过分析现场实测数据,并据此进行有限元模拟,总结出高压转子在机组极冷态启动和常规滑参数停机过程中的热应力分布规律,确定转子的危险区域,并得到危险点的应力在机组启停中的变化规律。结合材料的疲劳特性,计算出转子在一次实际启停循环中的低周疲劳寿命损耗,为今后机组的运行提出建议,为高参数超超临界汽轮机转子的设计及运行控制提供参考和借鉴。     

超临界600MW汽轮机滑压优化运行的试验研究

介绍了某电厂超临界600MW机组滑压优化运行的试验研究.通过分别在510MW、480MW、420MW、360MW、300MW工况下进行定滑压运行性能对比试验,得到了机组调门管理曲线优化后的滑压运行曲线.新的滑压运行方式有效地降低了汽轮机热耗率,提高了机组变负荷时的运行经济性.     

超临界350 MW汽轮机全工况性能在线评估模块简介

为了提升机组的全负荷工况的经济性,针对某超临界350MW机组建立了汽轮机全工况性能在线评估模块,实现了汽轮机系统的实时高精度仿真计算。研究成果可为电厂的运行优化调整、设备与部件的性能故障评估、技改决策等提供关键数据评估分析,实现机组全负荷工况经济性的提升。     

关注汽轮机排汽端选配对经济性的影响

冷端优化是提高电厂经济性的主要因素,应予充分关注,冷端优化包括汽轮机排汽端选配及凝汽系统两部分.本文指出,应按加权排汽损失最小的原则选配汽轮机末级长叶片,使机组额定工况下为轴向排汽.对比超超临界600MW和660MW汽轮机两种选配的计算结果表明,其热耗的差异分别为0.96%和1.6%.汽轮机排汽端选配是冷端优化基本和关键的因素.